一種含火山灰的脫硝催化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種含火山灰的脫硝催化劑及其制備方法，屬于脫硝催化劑技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國的能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主，燃煤產(chǎn)生的氮氧化物是造成大氣污染的主要污染源 之一，它不僅會引起酸雨、光化學(xué)煙霧等破壞地球生態(tài)環(huán)境的一系列問題，而且還嚴(yán)重危害 著人體的健康。隨著我國對環(huán)境保護的日益重視，國家和地方環(huán)保部門對污染物的排放和 總量有了較嚴(yán)格的控制，特別是《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223-2011,2012年1 月實施)明確規(guī)定燃煤鍋爐氮氧化物排放限值為100mg/Nm3,僅采用低氮燃燒技術(shù)已經(jīng)無法 滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0003] 煙氣脫硝技術(shù)目前應(yīng)用較多的是選擇性催化還原法（SCR)、選擇性非催化還原法 (SNCR)及SCR/SNCR混合脫硝技術(shù)。由于SCR脫硝技術(shù)的成熟以及高的脫硝率，現(xiàn)已成為國 際上煙氣脫硝的主流技術(shù)。
[0004] 常規(guī)的蜂窩式催化劑制造是以含三氧化鎢的納米級二氧化鈦作為主要原料與工 藝水、粘合劑、助擠劑、擴孔劑、潤滑劑、玻璃纖維等充分混煉得到塑性泥料，將塑性泥料擠 出成型為濕態(tài)蜂窩催化劑坯體，經(jīng)干燥、煅燒得到成型催化劑。但因目前國內(nèi)催化用含三氧 化鎢的納米級二氧化鈦的生產(chǎn)廠家較少，價格較高，催化劑制造成本受到很大制約，利潤空 間有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明正是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種含火山灰的脫硝催化劑及其制備 方法，使脫硝催化劑的制造成本得到極大地降低，滿足實際使用要求。
[0006] 為解決上述問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下： 一種含火山灰的脫硝催化劑，包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分： 納米二氧化鈦粉體55~91份 火山灰0. 5~15份 偏鎢酸銨0. 05~10份 偏釩酸銨0. 05~10份 單乙醇胺1~20份 羧甲基纖維素1~5份 聚氧化乙烯1~5份 硝酸鑭1~6份。
[0007] 進一步優(yōu)選地，所述的一種含火山灰的脫硝催化劑包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分： 納米二氧化鈦粉體72~81份 火山灰5~15份 偏鎢酸銨0. 9~3份 偏釩酸銨0. 7~2份 單乙醇胺2~6份 羧甲基纖維素2份 聚氧化乙烯2份 硝酸鑭1~3份。
[0008] 上述的一種含火山灰的脫硝催化劑的制備方法包括以下步驟： 步驟一、將單乙醇胺、去離子水和偏釩酸銨混合在一起，通過加熱攪拌使之充分溶解， 制得偏I凡酸銨溶液備用； 步驟二、將偏鎢酸銨常溫下溶解于水中，連續(xù)攪拌1小時，制得偏鎢酸銨溶液備用； 步驟三、將硝酸鑭常溫下溶解于水中，連續(xù)攪拌1小時，制得硝酸鑭溶液備用； 步驟四、將火山灰、納米二氧化鈦與去離子水、偏釩酸銨溶液、偏鎢酸銨溶液、聚氧化乙 烯、硝酸鑭溶液高速攪拌混合均勻，靜置1~12小時，制得泥料備用； 步驟五、對泥料進行升溫降濕的連續(xù)干燥； 步驟六、將干燥后的泥料進行焙燒，在最高溫度600°C的條件下經(jīng)30小時燒制成催化 劑產(chǎn)品。
[0009] 進一步優(yōu)選地，在步驟一中，以單乙醇胺的水溶液作為溶劑溶解偏釩酸銨，加熱溫 度為90°C，連續(xù)攪拌的時間為2小時。
[0010] 進一步優(yōu)選地，在步驟四中，火山灰粒徑為1~15微米。
[0011] 進一步優(yōu)選地，在步驟四中，使用的的納米二氧化鈦粉體的團聚體粒度范圍為 1~15微米。
[0012] 進一步優(yōu)選地，在步驟四中，攪拌速度為3000轉(zhuǎn)/分鐘。
[0013] 進一步優(yōu)選地，在步驟四中，將火山灰、納米二氧化鈦與去離子水、偏銀酸銨溶液、 偏鎢酸銨溶液、聚氧化乙烯、硝酸鑭溶液高速攪拌混合均勻，在30°C以下的環(huán)境中靜置12 小時，進行陳腐。
[0014] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的實施效果如下： 本發(fā)明所述的一種含火山灰的脫硝催化劑及其制備方法，通過添加火山灰可以降低常 規(guī)的高含量的二氧化鈦的用量，從而減低成本；三氧化鎢由生產(chǎn)過程中加入的偏鎢酸銨溶 液經(jīng)煅燒分解而得，較之直接采用含三氧化鎢的納米級二氧化鈦作為原料，可降低成本；加 入的聚氧化乙烯在燒成產(chǎn)品中改善了產(chǎn)品的孔隙容積和分布情況，增加比表面積，有效改 善脫硝性能；綜上本發(fā)明具有催化劑制造成本低，催化劑產(chǎn)品比表面積高、工作溫度寬、同 時具有良好的催化脫硝性能的優(yōu)點。
【具體實施方式】
[0015] 下面將結(jié)合具體的實施例來說明本發(fā)明的內(nèi)容。
[0016] 具體實施例1 本實施例所述一種含火山灰的脫硝催化劑，包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分： 納米二氧化鈦粉體81份 火山灰10份 偏鎢酸銨0. 9份 偏隹凡酸銨0. 8份 單乙醇胺2份 羧甲基纖維素2份 聚氧化乙烯2份 硝酸鑭1份。
[0017] 本實施例所述一種含火山灰的脫硝催化劑的制備方法，包括以下步驟： 步驟一、將單乙醇胺、去離子水和偏釩酸銨混合在一起，具體地是以單乙醇胺的水溶液 作為溶劑溶解偏釩酸銨，通過加熱攪拌使之充分溶解，制得偏釩酸銨溶液備用；加熱溫度為 90°C，連續(xù)攪拌的時間為2小時。
[0018] 步驟二、將偏鎢酸銨常溫下溶解于水中，連續(xù)攪拌1小時，制得偏鎢酸銨溶液備 用。
[0019] 步驟三、將硝酸鑭常溫下溶解于水中，連續(xù)攪拌1小時，制得硝酸鑭溶液備用。
[0020] 步驟四、將火山灰、納米二氧化鈦與去離子水、偏鑰JI銨溶液、偏媽酸銨溶液、聚氧 化乙烯、硝酸鑭溶液高速攪拌混合均勻，靜置1~12小時，制得泥料備用；其中：火山灰粒 徑為1~15微米；使用的的納米二氧化鈦粉體的團聚體粒度范圍為1~15微米；攪拌速度 為3000轉(zhuǎn)/分鐘；優(yōu)選地，在30°C以下的環(huán)境中靜置12小時，進行陳腐。
[0021] 步驟五、對泥料進行升溫降濕的連續(xù)干燥。
[0022] 步驟六、將干燥后的泥料進行焙燒，在最高溫度600°C的條件下經(jīng)30小時燒制成 催化劑產(chǎn)品。
[0023] 具體實施例2 本實施例所述一種含火山灰的脫硝催化劑，包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分： 納米二氧化鈦粉體74份 火山灰15份 偏媽酸銨1. 3份 偏隹凡酸銨0. 7份 單乙醇胺3份 羧甲基纖維素2份 聚氧化乙烯2份 硝酸鑭2份。
[0024] 本實施例所述一種含火山灰的脫硝催化劑的制備方法與具體實施1相同。
[0025] 具體實施例3 本實施例所述一種含火山灰的脫硝催化劑，包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分： 納米二氧化鈦粉體72份 火山灰15份 偏媽酸銨2份 偏隹凡酸銨1份 單乙醇胺4份 羧甲基纖維素2份 聚氧化乙烯2份 硝酸鑭2份。
[0026] 本實施例所述一種含火山灰的脫硝催化劑的制備方法與具體實施1相同。
[0027] 具體實施例4 本實施例所述一種含火山灰的脫硝催化劑，包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分： 納米二氧化鈦粉體77份 火山灰5份 偏媽酸銨3份 偏隹凡酸銨2份 單乙醇胺6份 羧甲基纖維素2份 聚氧化乙烯2份 硝酸鑭3份。
[0028] 本實施例所述一種含火山灰的脫硝催化劑的制備方法與具體實施1相同。
[0029] 對具體實施例1至4的催化劑產(chǎn)品進行催化脫硝活性檢測，檢測結(jié)果見下表1 : 表1、催化劑產(chǎn)品在不同溫度條件下的催化脫硝活性
通過上表1可知，具體實施例1至4的催化劑產(chǎn)品具有工作溫度寬、催化脫硝性能良好 的特點。
[0030] 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明所作的詳細說明，不能認(rèn)定本發(fā)明具體實 施僅限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前 提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明保護的范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種含火山灰的脫硝催化劑，其特征是，包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分： 納米二氧化鈦粉體55~91份 火山灰0. 5~15份 偏鎢酸銨0. 05~10份 偏釩酸銨0. 05~10份 單乙醇胺1~20份 羧甲基纖維素1~5份 聚氧化乙烯1~5份 硝酸鑭1~6份。2. 如權(quán)利要求1所述的一種含火山灰的脫硝催化劑，其特征是，包括以下質(zhì)量份數(shù)的 組分： 納米二氧化鈦粉體72~81份 火山灰5~15份 偏鎢酸銨0. 9~3份 偏釩酸銨0. 7~2份 單乙醇胺2~6份 羧甲基纖維素2份 聚氧化乙烯2份 硝酸鑭1~3份。3. 如權(quán)利要求1或2所述的一種含火山灰的脫硝催化劑的制備方法，其特征是，包括以 下步驟： 步驟一、將單乙醇胺、去離子水和偏釩酸銨混合在一起，通過加熱攪拌使之充分溶解， 制得偏I凡酸銨溶液備用； 步驟二、將偏鎢酸銨常溫下溶解于水中，連續(xù)攪拌1小時，制得偏鎢酸銨溶液備用； 步驟三、將硝酸鑭常溫下溶解于水中，連續(xù)攪拌1小時，制得硝酸鑭溶液備用； 步驟四、將火山灰、納米二氧化鈦與去離子水、偏釩酸銨溶液、偏鎢酸銨溶液、聚氧化乙 烯、硝酸鑭溶液高速攪拌混合均勻，靜置1~12小時，制得泥料備用； 步驟五、對泥料進行升溫降濕的連續(xù)干燥； 步驟六、將干燥后的泥料進行焙燒，在最高溫度600°C的條件下經(jīng)30小時燒制成催化 劑產(chǎn)品。4. 如權(quán)利要求3所述的一種含火山灰的脫硝催化劑的制備方法，其特征是，在步驟一 中，以單乙醇胺的水溶液作為溶劑溶解偏釩酸銨，加熱溫度為90°C，連續(xù)攪拌的時間為2小 時。5. 如權(quán)利要求3所述的一種含火山灰的脫硝催化劑的制備方法，其特征是，在步驟四 中，火山灰粒徑為1~15微米。6. 如權(quán)利要求3所述的一種含火山灰的脫硝催化劑的制備方法，其特征是，在步驟四 中，使用的的納米二氧化鈦粉體的團聚體粒度范圍為1~15微米。7. 如權(quán)利要求3所述的一種含火山灰的脫硝催化劑的制備方法，其特征是，在步驟四 中，攪拌速度為3000轉(zhuǎn)/分鐘。8.如權(quán)利要求3所述的一種含火山灰的脫硝催化劑的制備方法，其特征是，在步驟四 中，將火山灰、納米二氧化鈦與去離子水、偏釩酸銨溶液、偏鎢酸銨溶液、聚氧化乙烯、硝酸 鑭溶液高速攪拌混合均勻，在30°C以下的環(huán)境中靜置12小時，進行陳腐。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含火山灰的脫硝催化劑，包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分：納米二氧化鈦粉體55～91份，火山灰0.5～15份，偏鎢酸銨0.05～10份，偏釩酸銨0.05～10份，單乙醇胺1～20份，羧甲基纖維素1～5份，聚氧化乙烯1～5份，硝酸鑭1～6份；本發(fā)明還公開了其制備方法。本發(fā)明具有催化劑制造成本低，催化劑產(chǎn)品比表面積高、工作溫度寬、同時具有良好的催化脫硝性能的優(yōu)點。
【IPC分類】B01D53/56, B01J31/38, B01D53/86
【公開號】CN105396622
【申請?zhí)枴緾N201510848326
【發(fā)明人】王光應(yīng), 劉江峰, 徐輝
【申請人】安徽省元琛環(huán)?？萍加邢薰?br>【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年11月30日